CN104281079B - 透光率电气控制检测系统及具有其的装置 - Google Patents

透光率电气控制检测系统及具有其的装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种配合响应的检测试剂，通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的透光率电气控制检测系统及具有其的装置。本发明提供的透光率电气控制检测系统及具有其的装置，能准确的检测出特定溶液在一定波长范围内对光的吸收度，从而对该物质进行定性和定量分析。

Description

透光率电气控制检测系统及具有其的装置
技术领域
本发明涉及透光率检测领域，尤其涉及一种透光率电气控制检测系统及具有其的装置。
背景技术
当今社会，人们对身体健康越来越关注，尤其是人体的多种功能指标(如尿糖、尿钙、尿蛋白等)及时反映出人的健康情况，但当今工作压力巨大社会上，不管上班族还是退休人员由于不良习惯、演示搭配不合理，睡眠质量不佳的情况下，人的身体素质逐渐变差，但在未出现病症的时，极少有人去医院特意检查和定期检查，而在家里又缺少相应的检测仪器。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种配合响应的检测试剂，通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的透光率电气控制检测系统及具有其的装置。
为实现上述目的，本发明提供一种透光率电气控制检测系统，包括：
发光电路，所述发光电路用于发光照射待检测物质；
光电接收转化电路，所述光电接收转化电路用于接收所述发光电路照射待检测物质的透视光并根据所述透射光的强度转化为电压信号；
AD转换模块，所述AD转换电路用于将所述电压信号转换为数字信号；
单片机，所述单片机用于控制所述发光电路并接收所述数字信号；
晶振电路，所述晶振电路为所述单片机提供时钟信号。
优选地，所述发光电路包括发光组件，所述发光组件包括电压源、三极管、第一电阻、第二电阻和发光二极管，所述三极管的基极通过所述第一电阻与所述单片机连接，所述三极管的集电极与所述电压源连接，所述三极管的发射极与所述发光二极管连接，所述发光二极管的另外一端通过所述第二电阻接地。
优选地，光电接收转化电路包括光电接收转化组件，所述光电接收组件包括电压源、光敏二极管和第三电阻，所述电压源、所述光敏二极管、所述第三电阻和地依次串联，所述光敏二极管和第三电阻之间的节点与所述AD转换模块连接。
优选地，所述发光组件和所述光电接收转化组件均为三组，三组所述发光组件和三组所述光电接收转化组件一一对应设置，每组所述发光组件和对应设置所述光电接收转化组件之间设置有光电耦合器。
优选地，还包括开机复位电路，所述开机复位电路与所述单片机连接。
一种具有透光率电气控制检测系统的透光率检测设备，包括不透光的壳体，所述壳体上设置有盲孔和覆盖所述盲孔的盖体，所述盲孔的一侧的侧壁上设置有发光源，所述发光源的相对侧的所述侧壁上设置有透射光接收装置，所述壳体内设置有控制器，所述发光源和所述透射光接收装置均与所述控制器连接。
优选地，还包括与所述盲孔形状相匹配比色皿，所述比色皿包括仓体和盖体，所述盖体为不透光盖体，所述仓体为全透光仓体。
优选地，所述发光源包括红、绿和蓝三种颜色的LED灯，所述LED灯均为直线照射光源，所述LED灯均与所述控制器连接。
优选地，所述透光接收模块为三个光敏二极管，三个所述光敏二极管分别对应三个所述LED灯设置。
优选地，所述壳体上还设置有显示器和功能按钮，所述显示器和所述功能按钮均与所述控制器连接。
本发明提供的透光率电气控制检测系统及具有其的装置，能准确的检测出特定溶液在一定波长范围内对光的吸收度，从而对该物质进行定性和定量分析。
附图说明
图1为本发明透光率电气控制检测系统的电路示意图；
图2为本发明透光率电气控制检测系统的发光电路和光电接收转化电路的电路示意图；
图3为本发明具有透光率电气控制检测系统的透光率检测设备的结构示意图；
图4为本发明具有透光率电气控制检测系统的透光率检测设备的剖视结构示意图；
图5为本发明具有透光率电气控制检测系统的透光率检测设备的盲孔处的侧视结构示意图。
图中：1-发光电路，2-光电接收转化电路，3-AD转换模块，4-单片机，5-晶振电路，6-开机复位电路，7-液晶显示模块，8-壳体，9-盲孔，901-发光源安装孔，902-透射光接收装置安装孔，10-显示器，11-功能按钮，12-电池，13-控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明，除特别说明外，本文中“连接”、“相接”、“接至”、“接”等涉及到电性连接的词均可以表示之间或间接电性连接，本文中的“若干”、“多个”表示两个或两个以上：
请参考图1和图2，图1为本发明透光率电气控制检测系统的电路示意图，图2为本发明透光率电气控制检测系统的发光电路和光电接收转化电路的电路示意图。
一种透光率电气控制检测系统，包括：
发光电路1，所述发光电路1用于发光照射待检测物质；
光电接收转化电路2，所述光电接收转化电路2用于接收所述发光电路1照射待检测物质的透视光并根据所述透射光的强度转化为电压信号；
AD转换模块3，所述AD转换电路用于将所述电压信号转换为数字信号，提供给单片机4；
单片机4(采用型号为STC89C52的单片机)，所述单片机4用于控制所述发光电路1并接收所述数字信号；
晶振电路5，所述晶振电路5为所述单片机4提供时钟信号。
所述发光电路1包括发光组件，所述发光组件包括电压源、三极管、第一电阻、第二电阻和发光二极管，所述三极管的基极通过所述第一电阻与所述单片机4连接，单片机4给三极管的基极一个电平信号，使三极管导通，所述三极管的集电极与所述电压源连接，所述三极管的发射极与所述发光二极管连接，所述发光二极管的另外一端通过所述第二电阻接地，发光二极管作为照射光源照射待检测溶液。
光电接收转化电路2包括光电接收转化组件，所述光电接收组件包括电压源、光敏二极管和第三电阻，所述电压源、所述光敏二极管、所述第三电阻和地依次串联，所述光敏二极管和第三电阻之间的节点与所述AD转换模块3连接，光敏二极管具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压，当受到光照时，饱和反向漏电流大大增加，随入射光强度的变化而变化，最终形成电压传递给AD转换模块3。
所述发光组件和所述光电接收转化组件均为三组，三组所述发光组件和三组所述光电接收转化组件一一对应设置，每组所述发光组件和对应设置所述光电接收转化组件之间设置有光电耦合器，用红色、绿色、蓝色三种颜色的发光二极管依次照射待检测溶液，根据待检测对不同颜色的透光度检测溶液的具体数值参数，但单一光源设置待检测溶液时，光电耦合器作为一种开关屏蔽掉剩余两个颜色发光二极管对应的光电转化电路，避免误差。
还包括开机复位电路6和显示模块7，所述开机复位电路6和所述显示模块7与所述单片机4连接，开机复位电路6用于减去开机前静电干扰，程序跑飞，出错死机等情况，显示模块7用于将透光率检测结果显示出来。
请参考图3至图5，图3为本发明具有透光率电气控制检测系统的透光率检测设备的结构示意图，图4为本发明具有透光率电气控制检测系统的透光率检测设备的剖视结构示意图，图5为本发明具有透光率电气控制检测系统的透光率检测设备的盲孔处的侧视结构示意图。
一种具有透光率电气控制检测系统的透光率检测设备，包括不透光的壳体8，所述壳体8上设置有盲孔9和覆盖所述盲孔9的盖体，所述盲孔9的一侧的侧壁上设置有发光源，所述发光源的相对侧的所述侧壁上设置有透射光接收装置，所述壳体8内设置有控制器13，所述发光源和所述透射光接收装置均与所述控制器13连接，将待检测溶液置于盲孔9中，控制器13控制发光源在盲孔9一侧照射待检测溶液(发光源安装在发光源安装孔11内，发光源的尺寸与发光源安装孔的尺寸一致，避免待检测溶液从发光源处流出)，透射光接收装置接收穿过待检测溶液的透射光(透射光接收装置安装在透射光接收装置安装孔12内，透射光接收装置的尺寸与透射光接收装置安装孔的尺寸一致，避免待检测溶液从透射光接收装置处流出)，将透射光的强度传递给控制器13。
还包括与所述盲孔9形状相匹配比色皿，所述比色皿包括仓体和盖体，所述盖体为不透光盖体，所述仓体为全透光仓体，待检测溶液倒入比色皿中，将比色皿插入盲孔9，保证了盲孔9的清洁度，同时避免盲孔9内存有上次检测中残余的液体影响本次检测结果。
所述发光源包括红、绿和蓝三种颜色的LED灯，所述LED灯均为直线照射光源，所述LED灯均与所述控制器13连接。
所述透光接收模块为三个光敏二极管，三个所述光敏二极管分别对应三个所述LED灯设置。
所述壳体8上还设置有显示器10和功能按钮11，所述显示器10和所述功能按钮11均与所述控制器13连接。
通过仪器检测出来的结果，通过蓝牙上传到电脑或手机等智能终端(如果使用者家属有医生或者能从网上得到例如尿检的参考数据，也可自行观察比对检测数值)，进行数据分析与处理，并将检测结果上传至远程服务器，远程服务器会提供标准数据接口，用以分析检测结果，给出检测健康建议。
具体检测原理如下：
本发明的检测原理则采用实验室分光光度法原理
分光光度法则是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析。
本发明采取400～760nm的可见光区进行照射比对(暂定采取蓝绿红三色波长的可见光)
单色光辐射穿过被测物质溶液时，被该物质吸收的量与该物质的浓度和液层的厚度(光路长度)成正比
A＝-log(I/I。)＝-lgT
式中：A为吸收度；
I。为入射的单色光强度；(已照射溶液)
I为透射的单色光强度；(未照射溶液)
T为物质的透射比；(照射比值)
电气原理如下：
电气的核心原理是通过把溶液对光波的吸收线性转化成电压信号，在单片机4中进行模数转换并计算。
此设备采取光强稳定的发光二极管作为分光光源(优势是光源稳定、成本低、不易受到外界干扰)，接收电路采取光敏二极管逆向电路，进行对光信号到电信号(电压)的转换，再通过ADC0804LCN(模数转换模块)模块，将电压信号，转换成8位二进制数字量传输到单片机4中。
控制流程(结合器件)
1、仪器上电，单片机4未给予三极管电平信号，即无动作；
2、当红光三极管的基极处(单片机4输出管脚)输出低电平时，三极管饱和导通，使红光二极管通电发光，并使对应的光电耦合器输入端通电输出端导通，光电耦合器的输出端控制着红灯光敏二极管接受的电压信号，当光电耦合器的输出端导通时，红灯对应的光敏二极管即把接收到的光转换成电压信号传输给AD转换模块3；
3、当绿光三极管处(单片机4输出管脚)输出低电平时(此时红光三极管输出高电平，红灯灭，光电耦合器断开，红灯对应的光敏二极管不工作)，红光三极管饱和导通，使绿光二极管通电发光，并使绿光对应的光电耦合器输入端通电输出端导通，此光电耦合器的输出端控制着绿灯光敏二极管接受的电压信号，当此光电耦合器的输出端导通时，绿灯对应的光敏二极管即把接收到的光转换成电压信号传输给AD转换模块3；
4、当蓝光三极管处(单片机4输出管脚)输出低电平时(此时绿光三极管输出高电平，绿灯灭，光电耦合器断开，绿灯对应的光敏二极管不工作)，蓝光三极管饱和导通，使蓝光二极管通电发光，并使蓝光对应的光电耦合器输入端通电输出端导通此光电耦合器的输出端控制着蓝灯光敏二极管接受的电压信号，当此光电耦合器的输出端导通时，蓝灯对应的光敏二极管即把接收到的光转换成电压信号传输给AD转换模块3；
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种透光率电气控制检测系统，其特征在于，包括：
发光电路，所述发光电路用于发光照射待检测物质；
光电接收转化电路，所述光电接收转化电路用于接收所述发光电路照射待检测物质的透射光并根据所述透射光的强度转化为电压信号；
AD转换模块，所述AD转换模块用于将所述电压信号转换为数字信号；
单片机，所述单片机用于控制所述发光电路并接收所述数字信号；
晶振电路，所述晶振电路为所述单片机提供时钟信号；
所述发光电路包括发光组件，所述发光组件包括电压源、三极管、第一电阻、第二电阻和发光二极管，所述三极管的基极通过所述第一电阻与所述单片机连接，所述三极管的集电极与所述电压源连接，所述三极管的发射极与所述发光二极管连接，所述发光二极管的另外一端通过所述第二电阻接地；
光电接收转化电路包括光电接收转化组件，所述光电接收组件包括电压源、光敏二极管和第三电阻，所述电压源、所述光敏二极管、所述第三电阻和地依次串联，所述光敏二极管和第三电阻之间的节点与所述AD转换模块连接；
所述发光组件和光电接收转化组件为相同数量组；所述发光组件和所述光电接收转化组件一一对应设置，每组所述发光组件和对应设置所述光电接收转化组件之间设置有光电耦合器。
2.根据权利要求1所述的透光率电气控制检测系统，其特征在于，所述发光组件和所述光电接收转化组件均为三组，三组所述发光组件和三组所述光电接收转化组件一一对应设置，每组所述发光组件和对应设置所述光电接收转化组件之间设置有光电耦合器。
3.根据权利要求1所述的透光率电气控制检测系统，其特征在于，还包括开机复位电路，所述开机复位电路与所述单片机连接。
4.一种具有权利要求1-3任一所述的透光率电气控制检测系统的透光率检测设备，其特征在于，包括不透光的壳体，所述壳体上设置有盲孔和覆盖所述盲孔的盖体，所述盲孔的一侧的侧壁上设置有发光源，所述发光源的相对侧的所述侧壁上设置有透射光接收装置，所述壳体内设置有控制器，所述发光源和所述透射光接收装置均与所述控制器连接。
5.根据权利要求4所述的透光率检测设备，其特征在于，还包括与所述盲孔形状相匹配比色皿，所述比色皿包括仓体和盖体，所述盖体为不透光盖体，所述仓体为全透光仓体。
6.根据权利要求4所述的透光率检测设备，其特征在于，所述发光源包括红、绿和蓝三种颜色的LED灯，所述LED灯均为直线照射光源，所述LED灯均与所述控制器连接。
7.根据权利要求6所述的透光率检测设备，其特征在于，所述透射光接收装置为三个光敏二极管，三个所述光敏二极管分别对应三个所述LED灯设置。
8.根据权利要求4所述的透光率检测设备，其特征在于，所述壳体上还设置有显示器和功能按钮，所述显示器和所述功能按钮均与所述控制器连接。
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